package ai.zixing.mashibing.basic_class.class03;

public class Code01_MergeSort {

    // 递归方法实现
    public static void mergeSort1(int[] arr) {
        if (arr == null || arr.length < 2) {
            return;
        }
        process(arr, 0, arr.length - 1);
    }

    // arr[L...R] 上有序
    public static void process(int[] arr, int L, int R) {
        // 只有一个数不需要排序
        if (L == R) {
            return;
        }
        int mid = L + ((R - L) >> 1);
        process(arr, L, mid);
        process(arr, mid + 1, R);
        merge(arr, L, mid, R);
    }

    // 归并有序 [L...M], [M + 1...R]
    public static void merge(int[] arr, int L, int M, int R) {
        // 合并后的数组，总元素个数为 R - L + 1
        int[] help = new int[R - L + 1];
        // help 下标开始
        int i = 0;
        // 左区间开始下标
        int p1 = L;
        // 右区间开始下标
        int p2 = M + 1;
        // 左右都有数
        while (p1 <= M && p2 <= R) {
            // 小数存入help，并移动指针
            help[i++] = arr[p1] <= arr[p2] ? arr[p1++] : arr[p2++];
        }
        // 左边已经没有数
        while (p2 <= R) {
            help[i++] = arr[p2++];
        }
        // 右边没有了
        while (p1 <= M) {
            help[i++] = arr[p1++];
        }
        // 替换到原数组中
        for (int j = 0; i < help.length; j++) {
            arr[L + j] = help[j];
        }
    }

    // 非递归实现归并排序
    public static void mergeSort2(int[] arr) {
        if (arr == null || arr.length < 2) {
            return;
        }
        // 当前有序的左组长度
        int mergeSize = 1;
        int N = arr.length;
        while (mergeSize < N) {
            int L = 0;
            while (L < N) {
                // L...M
                int M = L + mergeSize - 1;
                if (M >= N) {
                    break;
                }
                // L...M   M + 1... R
                // 有可能右组凑不齐 mergerSize
                int R = Math.min(M + mergeSize, N - 1);
                merge(arr, L, M, R);
                L = R + 1;
            }
            // 防止整型范围溢出
            if (mergeSize > N / 2) {
                break;
            }
            mergeSize <<= 1;
        }
    }
}
